Un sistema di recupero dell’energia per gli aeroplani riduce il consumo di carburante
I motori aeronautici stanno diventando più elettrici per ottenere maggiore efficienza e sicurezza. Alimentare i sistemi elettrici con il recupero del calore disperso sarà garanzia di sostenibilità. Nell’ambito di RENERGISE (Innovative management of energy recovery for reduction of electrical power consumption on fuel consumption), i ricercatori hanno introdotto due unità per la generazione di energia, producendo elettricità dal calore disperso attraverso un sistema di recupero dell’energia. Queste unità possono o sostituire o essere usate insieme ai sistemi convenzionali che prendono la loro energia dalla trasmissione del motore principale. I ricercatori hanno usato due metodi appositi per convertire il calore residuo dello scarico in energia: un sistema di recupero dell’energia statico e uno dinamico. Nel recupero statico, il calore dello scarico veniva convertito direttamente in elettricità attraverso un generatore termoelettrico installato sulla copertura del motore, trasformando le differenze di temperatura su ogni lato in tensione. Poiché la tensione del modulo termoelettrico diminuiva con gli aumenti di corrente, è stato usato un dispositivo per l’inseguimento del punto di massima potenza per massimizzare la resa energetica. Un altro compito è stato quello di introdurre un sottosistema a supercondensatore che agisce come una riserva energetica intermedia tra il modulo termoelettrico e la principale barra DC. Questo sottosistema è servito principalmente a compensare i carichi transitori, riducendo in tal modo la potenza nominale. Nel recupero dinamico, l’energia cinetica dei gas di scarico veniva usata per far girare una turbina a gas collegata a un generatore sincrono a magnete permanente, producendo così quantità notevoli di energia elettrica. Un inverter a tre fasi in modalità raddrizzatore ha fornito la conversione da AC a DC. Il team ha inoltre applicato un controllo in retroazione che fornisce un’uscita stabilizzata dal generatore. Essi hanno esaminato differenti soluzioni per la progettazione del raffreddamento che possono soddisfare la richiesta di densità energetica. Recuperare il calore disperso dagli scarichi e trasformarlo in elettricità aumenta l’efficienza energetica complessiva e promuove il risparmio di carburante. Il team di RENERGISE è riuscito a contribuire a questo con lo sviluppo dei suddetti sistemi di recupero del calore disperso.
Parole chiave
Calore disperso, aeroplano, gas di scarico, produzione energia, elettricità, recupero energia, termoelettrico
